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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Escuela de Física Laboratorio de Física III L5: ONDAS SONORAS EN UNA COLUMNA DE AIRE-M INTRODUCCIÓN: Una onda sonora es una variación local de la densidad o presión de un medio continuo, que se transmite de unas partes a otras del medio en forma de onda longitudinal periódica o casi periódica. OBJETIVOS:  Estudiar cualitativa y cuantitativamente las ondas sonoras, calcular su longitud de onda.  Calcular la velocidad de propagación de las ondas sonoras en el aire mediante la formación de ondas estacionarias.  Conocer las propiedades físicas de las ondas estacionarias y determinar experimentalmente la velocidad del sonido y hacer comparaciones al respecto. FUNDAMENTO TEÓRICO Una onda estacionaria producida en una cuerda tiene nodos , puntos estacionarios, y antinodos , puntos en los cuales la cuerda vibra transversalmente con máxima amplitud. De manera análoga, la columna de aire en el interior de un tubo vibra al establecerse una onda estacionaria de sonido, con nodos, puntos en que las moléculas de aire se encuentran estacionarias, y antinodos, puntos donde las moléculas del aire vibran longitudinalmente con amplitud máxima. Al introducir ondas de sonido en un tubo, la reflexión del sonido en el extremo opuesto genera, por superposición de ondas de sonido de igual frecuencia que viajan en sentidos opuestos, ondas estacionarias. La frecuencia característica de las ondas estacionarias que pueden existir en un tubo dependen de la longitud del mismo. Para un tubo de extremo abierto y de largo L , las longitudes de onda del sonido que satisfacen la condición de onda estacionaria están dadas por la relación: n L n 2   , con n = 1, 2, 3, 4, ..... Para un tubo del mismo largo L , pero de extremo cerrado, las longitudes de onda correspondientes están dadas por: 1 2 4    n L n , con n = 1, 2, 3, 4, ..... Como la longitud de onda λ y frecuencia f del sonido se relacionan a través de la velocidad de propagación v del mismo mediante la relación f v   mediciones simultáneas de λ y f permiten determinar la velocidad del sonido. Ondas estacionarias en una columna de aire Se propone analizar las características de las ondas estacionarias formadas en una columna de aire de longitud variable (tubo sonoro cerrado) y determinar la velocidad del sonido en el aire Los sistemas mecánicos tienen frecuencias naturales de vibración. Cuando se excita un sistema mecánico en una de sus frecuencias naturales de oscilación, hay una transferencia máxima de energía por parte de la fuente excitadora hacia el sistema, y la amplitud de la ... View Full Document

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